Способ функционального диагностирования рекурсивной векторно-потоковой вычислительной системы Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Заключение

1. Проведенный анализ существующих конструкций ЭНВ показал, что они не удовлетворяют требованиям применения в мультисенсорных волоконно-оптических преобразователях информации по мас-согабаритным и точностным показателям.

2. Рассмотрена запатентованная конструкция ЭНВ с эксцентрично вращающимся экраном, результаты теоретических исследований которой подтвердили ее высокие метрологические свойства по сравнению с аналогами.

3. С использованием 3D модели, разработанной в среде «Компас» выполнено прототипирование предложенной конструкции ЭНВ. Проведенные экспериментальные исследования макетного образца показали его высокие метрологические свойствами и перспективность использования как самостоятельного устройства, так и в составе мультисен-сорных волоконно-оптических преобразователей бинарных сигналов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент 2244329 РФ МПК G02B 6/36. Волоконно-оптический регулируемый соединитель-аттенюатор / Попов В.И., Шокин А.А.; заявитель и патентообладатель Шокин Александр Александрович, Попов Владимир Иванович. - №2002126065/28, заявл. 02.10.2002; опубл. 10.01.2005, Бюл. № 1. - 2 с.

2. Патент 158919 РФ МПК G02B 6/26. Регулируемый оптический аттенюатор / Маковец Г.К., Щербаков В.В.; заявитель и патентообладатель Закрытое акционерное общество "Центр волоконно-оптических систем передачи информации" (ЗАО "Центр ВОСПИ") - №2015141204/28, заявл. 28.09.2015; опубл. 20.01.2016, Бюл. № 2. - 2 с.

3. Патент США 4666243 МПК G02B 6/26. Fibre joint with optical attenuation / John F. I. Rogstadius, Bengt O. Lindstrom, Svens A. R. Persson. - US 06/834.916; Заявлено 28.02.1986 ; Опубл. 19.05.1987 . - 2с.

4. Патент США 6085016 МПК G02B 6/26. Magnetically controlled variable optical attenuator / R.P. Espindola, S. Jin, H. Mavoori, K. Lee Walker.- US 09/097,549; Заявлено 15.09.1998 Опубл. 04.07.2000.

- 2с.

5. Патент СССР 1647489 МПК G02 B6/26. Волоконно-оптический аттенюатор / Айзенберг Н.И., Дунаев В.М., Комарова Ж.А., Обод Ю.А.; заявитель и патентообладатель Айзенбегр Натан Исаакович, Дунаев Владимир Михайлович, Комарова Жасмина Андревна, Обод Юрий Александрович; - №4692021/10; заявл. 15.05.1989; опубл. 07.07.1991, Бюл. № 17. - 2 с.

6. Гречишников, В.М. Применение призмы Порро для уплотнения каналов цифровых волоконно-оптических устройств / В.М. Гречишников, О.В. Теряева // Труды Международного симпозиума «НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО». Пенза, ПГУ, 2016, Т. 2. - С. 155-157.

7. Гречишников, В.М. Оптоэлектронные цифровые преобразователи угла с весовым уплотнением каналов / В.М. Гречишников, О.В. Теряева // Труды Международного симпозиума «НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО». Пенза, ПГУ, 2015, Т. 2. - С. 46-50.

8. Гречишников, В.М. Регулируемый элемент назначения веса волоконно-оптических ЦАП / В.М. Гречишников, О.В. Теряева, А.А. Юдин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук.

- 2017. - Т.19. - №1. - С.166-170.

9. Патент 173159 РФ МПК G02B 6/26. Оптический аттенюатор / Гречишников В.М., Теряева О.В., Арефьев В.В.; заявитель и патентообладатель Самар. нац. исслед. ун-т им. С. П. Королева. -№2017103257; заявл. 31.01.2017; опубл. 14.08.2017, Бюл. № 23. - 2 с.

УДК 004.414.22

Дорофеева О.С., Казакова И.А., Казаков Б.В.

ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия

СПОСОБ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ РЕКУРСИВНОЙ ВЕКТОРНО-ПОТОКОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Рассмотрены вопросы реализации способа диагностирования порядка следования операторов программы для рекурсивных век-торно-потоковых вычислительных систем. Показано, что разработанный способ диагностирования последовательных вычислительных процессов применим для диагностирования векторно-потоковых систем.

Ключевые слова:

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС, ПРОЦЕССОРНЫЙ МОДУЛЬ, ВЕКТОРНО-ПОТОКОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, МОДЕЛЬ ВЫЧИСЛЕНИЙ

Современная ЭВМ представляет собой сложный комплекс аппаратных и программных средств, при тесном взаимодействии которых осуществляется выполнение возложенных на нее функций. Поэтому надежность вычислительных систем (ВС) определяется надежностью ее элементов и аппаратуры, а также надежностью программного обеспечения, управляющего выполнением вычислительного процесса [1]. Очевидной представляется необходимость совместного решения задачи обеспечения надежности ЭВМ как комплекса аппаратных и программных средств.

Основным типом неисправностей при функционировании вычислительных систем (ВС) считают сбои и самоустраняющиеся отказы. Одним из важнейших условий обеспечения надежности ЭВМ является устойчивость программного обеспечения к сбоям аппаратуры. Разнообразие видов искажений вычислительных процессов приводит к необходимости построения специальных средств, каждое из которых ориентировано на обнаружение отдельных видов искажений [2] . Следовательно, актуальным представляется направление разработки методов и средств защиты вычислительных процессов от сбоев аппаратуры.

В настоящее время существуют и разрабатываются различные параллельные вычислительные системы. Основные их отличия заключаются в порядке

использования операций обработки и их синхронизации, т.е. в механизмах, обеспечивающих корректное преобразование данных. Особенности этих механизмов отражаются в моделях вычислений (МВ), определяющих в архитектурах ВС способы управления процессами [3].

В основу управления рекурсивной векторно-по-токовой системы (РВПС) заложена модель вычислений, основанная на иерархии осей синхронизации (МВИОС). Все особенности этой модели вытекают из рекурсивной организации вычислительного процесса порождаемых процедур по процедуре, их вызывающей. Любая процедура содержит ось синхронизации, составляющую основу ее скелета; основную ветвь, «вьющуюся» вдоль всей оси синхронизации и запускаемых процедур, выполняющихся параллельно с командами, расположенными в основной ветви. Для каждой запускаемой процедуры указывается точка синхронизации, которая определяет место ожидания.

РВПС относится к классу многопроцессорных систем с общим полем памяти. Она состоит из процессорных модулей (ПМ), которые могут быть как универсальными, так и функционально-ориентированными, содержащими спецвычислители. РВПС предназначена для выполнения программ, представляющих собой совокупность взаимосвязанных процедур, допускающих рекурсивный вызов. Каждая процедура

может выполняться на любом ПМ, что дает возможность параллельного выполнения в целом.

Для хранения программ и данных в РВПС используется общая память, которая физически разделена между ПМ, однако, логически представляет собой непрерывное поле памяти с прямой адресацией. Связь ПМ между собой, а также с общей памятью осуществляется через систему коммутации. Каждый процессорный модуль обладает локальной памятью, в которой непосредственно и выполняются процедуры, составляющие программу.

Используемая часть тела процедуры состоит из конечного числа сегментов. Сегмент представляет собой участок программы, который может выполняться на процессоре ПМ без задержек, связанных с обменом данными между общей памятью и локальной памятью и с запуском подчиненных сегментов и процедур. Все сегменты, принадлежащие одной процедуре, выполняются на одном и том же ПМ, в то время как процедура, порожденная каким-либо сегментом, может быть передана для выполнения на другом ПМ.

Процесс выполнения программы на РВПС представляет собой одновременное выполнение на различных ПМ минимальных программных единиц - сегментов, взаимосвязи между которыми могут образовывать достаточно сложную сетевую динамическую структуру. При этом каждый сегмент может начать выполнение, если готовы результаты выполнения предшествующих ему сегментов. Такой принцип управления вычислительным процессом является потоковым, также как и рассматриваемая система.

С учетом перечисленных особенностей РВПС способ контроля порядка следования операторов в программе заключается в следующем. Диагностированию подлежит отслеживание правильного расположения операторов синхронизации. Дефектами при функционировании вычислительной системы является пропуск или несвоевременное выполнение оператора синхронизации.

В случае пропуска оператора синхронизации ВП может продолжаться с неверными данными, что немедленно скажется в невозможности получения достоверных результатов вычислений.

При несвоевременном выполнении оператора синхронизации, наряду с вышеназванным эффектом, возможно появление бесконечного цикла ожидания вычислительного процесса в том случае, когда ожидаемая информация (результаты, управляющие сигналы, данные) не может быть передана в соответствующую точку синхронизации.

Предварительные преобразования, необходимые для выполнения контроля, включают разбиение ВП на линейные сегменты и формирование списков сегментов, границы которых определяют операторы распараллеливания и синхронизации. Все точки запуска (синхронизации) обязательно должны представлять нижние (верхние) границы сегментов. При необходимости любая команда может быть выделена как граница. Разработаны контролирующие соотношения, отражающие правильность выполнения ВП, рассмотрена процедура трансляции.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фролов С.И., Горячев Н.В., Таньков Г.В., Кочегаров И.И., Юрков Н.К. О некоторых проблемах надежностно-ориентированного проектирования бортовых РЭС // Надежность и качество: Труды международного симпозиума. - Пенза, Изд. ПГУ, 2017. - Т.1. - С.155-156

2. Полтавский А.В., Юрков Н.К. Модель отказов автоматизированных средств контроля // Надежность и качество сложных систем. - 2015. - №1(9). - С.63-67

3. Фролов С.И., Горячев Н.В., Таньков Г.В., Кочегаров И.И., Юрков Н.К. О некоторых проблемах надежностно-ориентированного проектирования бортовых РЭС // Надежность и качество сложных систем. - 2017. - №2(18). - С. 3-8

4. Дорофеева О.С. Функциональное диагностирование управляющих связей вычислительных процессов по стандартным схемам программ. // Вычислительные системы и технологии обработки информации: Межвузовский сборник научных трудов / гл. ред. В.И.Волчихин. - вып.8 (31). - Пенза: ИИЦ ПензГУ, 2008. -С.54-57

УДК 621.396.98.004.1

Богатюк А.С., Витушкин В.В., Затучный Д.А.

Московский государственный технический университет гражданской авиации

АЛГОРИТМЫ ВЫЯВЛЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ВО ВРЕМЯ ПОЛЕТА ВОЗДУШНОГО СУДНА НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ

В статье приведена классификация ошибок при определении местоположения воздушного судна. Приведён пример определения погрешности при определении координат воздушного судна, возникающей вследствие рассинхронизации бортовых часов навигационного космического аппарата и потребителя. На основе этого был сделан вывод о влиянии даже небольшой рассинхронизации во времени между источником сигнала и потребителем на ошибку при определении координат воздушного судна. Приведён алгоритм выявления ошибки при передаче информации по линии передачи данных, основанный на введении системы тестов, включающей совокупность двух последовательностей, которые являются совокупностью характеристик полученной навигационной информации по линии передачи данных и из наземного пункта. Приведён алгоритм определения вероятности ошибок первого и второго рода при выборе дальнейшей траектории движения воздушного судна при переходе к зональной навигации.

Ключевые слова:

МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ ВОЗДУШНОГО СУДНА, ПСЕВДОДАЛЬНОСТЬ, ЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, ТРАЕКТОРИЯ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУШНОГО СУДНА

Введение

Ошибка при определении местоположения воздушного судна при использовании спутниковых радионавигационных систем может возникать по следующим причинам:

Отказ навигационного космического аппарата. Так как полный отказ

навигационного космического аппарата есть величина очень малая (примерно 10 7 ), то, как правило, рассматривается допусковый отказ. В этом случае навигационное сообщение передаётся, но информация в нём искажена.

Несанкционированное подавление сигналов навигационного космического аппарата. Это вполне возможно, так как мощность навигационного сигнала довольно мала (25-30 Вт).

Имитационные организованные помехи, которые подобны полезным сигналам, но соответствующие ложным значениям координатным и некоординатным

характеристикам объектов наблюдения, включая и факт их обнаружения [1].

Определение погрешностей при определении местоположения воздушного судна с использованием спутниковой радионавигационной системы

Одной из причин при неправильном определении местоположения ВС может стать ошибка при определении псевдодальности, которая определяется по формуле [2]:

АО (г) = сТ1 , (1)

где с - скорость света, Т' - это рассинхронизация по времени между навигационным космическим аппаратом и потребителем.

Если Т' = 10~7с , то АО (() = 3-108-10~7 = 30 м .

Информация о рассинхронизация по времени может быть истинной, свидетельствующей об отклонении бортовых часов навигационного космического